RU17767U1 - Устройство для создания направленной ударной волны - Google Patents

Abstract

Устройство для создания направленной ударной волны, содержащее контейнер, частично заполненный жидкостью и соединенный с каналом направления ударной волны, отличающееся тем, что полость контейнера подключена к вакуумному насосу и снабжена воздушным клапаном.

Description

Е 02 F 5/00 Е 02 D 3/00

Устройство для создания направленной ударной волны.

прилагаемая полезная модель относится к устройствам, создающим ударную волну направленного действия, используемую, например, в строительстве при уплотнении или разработке грунтов под фундамент, при прокладке траншей и каналов, при разработке горных пород, в промышленности при штамповке металлов и т.д. .

Применение взрывчатых веш;еств (ВВ) для перечисленных выше работ известно и относится преимуш;ественно к способам их применения: распределение зарядов, их закладка, очередность подрыва и т.д. (например, а.с. 1753233, F 42 D 1/00), а устройство относится к различным экранам, локализующим взрыв и задающим направление ударной волне (например, а.с. 592223, 1064740, F 42 D 5/00; а.с. 1756753, F 42 D 7/00 и т.д.).

Достоинством применения ВВ является такое большое количество энергии, кратковременно выделяемой при взрыве, которое практически невозможно получить другими известными в технике средствами, а также скорость протекания процессов (отсюда и производительность).

Однако, широкому распространению в технике различных устройств и способов, связанных с применением ВВ, препятствуют многочисленные жесткие условия и ограничения, относящиеся к производству, транспортировке и хранению.

В то же время известны периодически повторяющиеся техногенные взрывы значительной мощности, при которых применение ВВ заведомо исключалось, а авторитетные комиссии не могли установить причины взрывов.

«Саратовские вести от 23.03.98г, N 64). Сила взрыва была такова, что крышку бака «отшвырнуло метров на двадцать. «По предварительным подсчетам уш;ерб составил около пяти миллионов рублей. «Причина чрезвычайного происшествия пока не установлена.

В другом случае автор по долгу службы был непосредственно знаком с аварией на Саратовской ГРЭС, когда взорвался подпиточный бак горячего водоснабжения емкостью 2000 куб.м. Министерская комиссия, работавшая на месте взрыва, также не смогла установить причины взрыва.

Достоверно установлено, что в этих, и других подобных случаях, взрывались

с4 5сУММ/-&с подпиточными насосами емкости, частично заполненные горячей водой.

Анализируя известные случаи, автор пришел к выводу, что взрыв порождается серией термодинамических -процессов определенной последовательности, при соответствующих условиях, приводяп1;их к мультикавитационному процессу (взрыву) или, что то же самое, к адиабатному превраш;ению тепловой энергии жидкости в механическую.

Изучение обнаруженного явления, во-первых, подтвердило этот вывод, и, во-вторых, показало возможность управления процессом, откуда следует, что применение устройств и технологий взрывного характера возможно без применения ВВ.

За прототип заявленного устройства может быть выбрано, например, «Устройство для взрывного гидростатического выдавливания металлической заготовки по а.с. 344683, В 21 J 5/04, 1969.

Известное устройство представляет собой контейнер, частично заполненный рабочей жидкостью. Внутрь контейнера помеш;ен плавающий поршень, разделяющий полость контейнера на камеру взрыва и камеру, в которой формируется ударная волна и которая, являясь по своему существу каналом для ударной волны, придает ей нужное направление. Поскольку заряды ВВ, размещенные в камере взрыва, действуют на рабочую жидкость факелообразно, вызывая смещение ее слоев, то поршень, во-первых, устраняет эту неравномерность и, во-вторых исключает воздействие продуктов горения на обрабатываемую заготовку.

(0

Известное устройство имеет описанные недостатки, свойственные всем устройствам, использующим взрывчатые вещества.

Перед заявленным техническим решением была поставлена задача разработать устройство по эффективности подобное устройствам, в которых применяются взрывчатые вещества, но более доступное и безопасное в использовании.

Поставленная задача решается тем, что предложено устройство для создания направленной ударной волны, содержащее контейнер, частично заполненный рабочей жидкостью и соединенный с каналом направления ударной волны.

Новым в предложенном устройстве является то, что полость контейнера соединена с вакуумным насосом и снабжена воздушным клапаном.

Технический результат заявленного устройства-заключается в возможности применения различных технологических процессов взрывного характера без использования взрывчатых веществ, что расширяет возможности различных производств.

Па чертеже показана схема заявленного устройства.

Устройство содержит контейнер 1, частично заполненный, например, горячей водой 2, Контейнер имеет канал 3, задающий направление ударной волне и отделенный от контейнера затвором 4.

Часть полости контейнера, свободная от воды, связана через воздушный клапан 5 с атмосферой и подключена к вакуумному насосу 6.

Устройство работает следующим образом.

Полость контейнера 1 частично заполняют горячей водой или другой рабочей жидкостью, после чего воздушный клапан 5 закрывают и насосом 6 откачивают воздух из контейнера. При этом затвор 4 закрыт. Клапан 5 может закрываться автоматически под действием разрежения в полости контейнера.

Поскольку с падением давления в контейнере падает точка кипения находящейся в нем воды, то в ней интенсивно образуются паро-воздушные и/

или газовые пузырьки (начиная со слоя воды, прилегающего к поверхности). Интенсивность появления пузырьков зависит от степени разрежения, температуры воды, степени ее загазованности, наличия посторонних

.

t,U(,

микровключений, физико-химического состава и т.д. (что справедливо для любой рабочей жидкости).

Таким образом, откачивая воздух из контейнера, приводят в неравновесное (метастабильное) состояние воду (рабочую жидкость). Если теперь перевести воду (жидкость) в устойчивое состояние адиабатически, то, в соответствии с известными законами термодинамики, при этом выделится тем большее количество энергии, чем больше глубина перехода. Для получения этой энергии в виде ударной волны резко открывают воздушный клапан 5, сообшая полость контейнера с атмосферой. Резкое повышение давления в контейнере (по отношению к ранее установившемуся) приводит к за. хлопыванию газовых пузырьков, каждый из которых при этом излучает ударную волну (см. Советский энциклопедический словарь. «Советская энциклопедия. М., 1950, стр. 525), что при соответствуюп ;их условиях приводит к взрыву.

С повышением давления в полости контейнера воздушный клапан 5 автоматически закрывается (можно предусмотреть его принудительное закрытие), а затвор 4 открывается и вода из контейнера в виде ударной волны направляется по каналу 3 к месту выполнения требуемой технологической операции (стрелка «А). Открытие и закрытие затвора 4 наиболее просто может быть реализовано в конструкции общеизвестной одноразовой разрушаемой мембраны.

Необходимость в затворе 4 отпадает, если рабочая жидкость, как в устройстве-прототипе, непосредственно контактирует с обрабатываемым материалом. Авторы ,(шв 4гб Хх ( В-Н. Красноперов. Н.Н. Красноперова.

Claims (1)

1. Устройство для создания направленной ударной волны, содержащее контейнер, частично заполненный жидкостью и соединенный с каналом направления ударной волны, отличающееся тем, что полость контейнера подключена к вакуумному насосу и снабжена воздушным клапаном.